煤礦爆破切頂卸壓沿空留巷開采技術討論

摘要：現階段，我國進入了經濟高質量發展時期，受新政策影響，煤礦開采方式發生明顯變化。深入探討了煤礦爆破切頂卸壓沿空留巷開采技術，該技術結合了爆破切頂卸壓與沿空留巷開采兩種方法，旨在提高煤礦開采效率、降低成本并增強安全性。概述了爆破切頂卸壓與沿空留巷開采技術的基本原理和操作步驟，進而分析了兩者結合應用的優勢及在實際操作中的注意事項。案例分析與實踐經驗分享驗證了該技術的有效性和實用性，為煤礦開采行業提供了有益的技術參考。

關鍵詞：煤礦;爆破切頂;卸壓;沿空留巷;開采隨著全球能源需求的不斷增長，煤炭作為重要的能源資源，在各國能源結構中仍占據重要地位。然而，傳統的煤礦開采方法往往伴隨著高風險和高成本，同時也會對環境造成一定影響。為了提高開采效率、降低安全風險，并減少對環境的影響，煤礦行業一直在探索更為先進、環保的開采技術。在此背景下，沿空留巷開采技術應運而生，它能夠有效提高煤炭資源的回收率，減少巷道掘進量，進而降低生產成本。而爆破切頂卸壓技術作為一種輔助手段，能夠進一步提高沿空留巷開采的效果，通過精確控制爆破，實現頂板的預裂和卸壓，為沿空留巷創造更為安全的條件。

1煤礦爆破切頂卸壓技術概述

煤礦爆破切頂卸壓技術是一種通過在煤礦井口或工作面鉆取一定深度的孔洞，并在其中放置爆炸物進行引爆的方法，旨在迅速釋放井內或工作面的壓力。這種技術主要應用于堅硬頂板難以自然垮落的情況，通過爆破手段使頂板巖層破斷，減小裸露面積，從而避免大范圍突然垮落可能引發的強大沖擊力和災害。

在實施過程中，首先需確定合理的爆破參數，包括鉆孔的深度、孔徑以及爆破物的類型和數量［1］。隨后，在預定的位置鉆孔，并精確地放置爆炸物。引爆后，爆炸產生的能量會迅速釋放井內或工作面的壓力，同時使部分頂板巖層斷裂并垮落，從而在采空區形成墊層，減輕上方巖層的應力集中。

此項技術的關鍵優勢在于其快速、高效且相對安全。通過爆炸方式迅速完成泄壓，顯著縮短了傳統手動泄壓所需的時間，并降低了相關風險。此外，由于爆破操作可以遠離危險區域進行，因此也保障了工作人員的安全。

然而，煤礦爆破切頂卸壓技術也存在一定的挑戰和限制。例如，卸載范圍不易精確掌握，可能需要對爆破參數進行多次試驗和調整。同時，爆破技術需要持續改進，以進一步提高其安全性和效率。

2沿空留巷開采技術概述

沿空留巷開采技術是一種在煤礦開采過程中，將上一區段的順槽重新支護，留給下一個區段使用的方法，旨在最大限度地回收資源和避免煤體損失。這種技術的實施涉及多個關鍵步驟和要素。

首先，沿空留巷的位置選擇至關重要，它通常位于采空區邊緣，需要根據礦井的地質條件、采礦方法以及煤層特性來精確確定。這一步驟確保了留巷的穩定性和安全性。

其次，支護設計是沿空留巷技術的核心。根據煤層圍巖的情況、巷道的長度和寬度等參數，設計人員會選擇合適的支護材料和技術，以確保巷道的穩定性和安全性。這包括使用鋼結構骨架、無機有機混合結構等形式來增強巷道的承載能力［2］。

在實際操作中，沿空留巷的開挖施工也是關鍵環節。施工人員會根據設計要求和地質條件，采用合適的開挖方法和設備來進行巷道的開挖工作。這一過程需要嚴格控制巷道的尺寸和形狀，以確保其符合設計要求。

沿空留巷技術的優點顯而易見。它不僅能夠提高煤炭資源的回收率，減少巷道掘進量，從而降低生產成本，還能緩解采掘接替緊張的狀況，延長礦井的服務年限。此外，沿空留巷技術還可以避免區段煤柱的損失，進一步提高開采效率。

3煤礦爆破切頂卸壓沿空留巷開采關鍵技術3.1雙向聚能爆破技術

爆破切頂卸壓沿空留巷開采技術所產生的爆破能量會對巷道頂板與周邊圍巖造成一定破壞，為保證沿空留巷質量，必須加以控制。傳統不耦合爆破技術會對四周圍巖穩定性與完整性造成嚴重沖擊。因此，本工程借助雙向聚能爆破技術開展后續工作，其機理為憑借聚能管的特殊結構，在聚能管中開鑿一排微孔，這些微孔根據對稱分布原則排列，確保可以通過對稱能量束的方式使爆破能量傾斜，需要注意的是能量束方向需與巷道平行。

3.2巷內加強支護技術

爆破切頂沿空留巷開采技術所產生爆破能量會對巷道圍巖造成沖擊，增加爆破切頂難度，因此必須對巷道內部支護進行嚴格控制［3］。為保證巷道圍巖穩定性，常選擇常規錨索支護與U型鋼支護兩種支護方式。常規錨索支護需選用長度不小于5 m的加強錨索，利用其懸吊、補強和擠壓聯接作用來確保圍巖的穩定性。而U型鋼支護則是一種被動支護手段，可以幫助頂板完成壓力釋放，維系巷道頂板穩定性，避免巷道圍巖發生變化。

3.3臨時加強支護技術

工作開始前，需完成超前支架、高密度單體支柱等支護措施設置，具體位置為巷道工作面20～30 m。支護完成后，才能進行掘進，以避免對巷道圍巖造成破壞。對沿空巷道而言，其所受的干擾有兩種，一種是由工作面前方回采引起的，另一種是由其后面的周期性擠壓引起的。在這種情況下，巷道是最易產生變形的，為此，應以工作面為基準，在前、后兩側分別采用臨時加固支護。本項目擬采取兩種不同的支護方式，即在圍巖條件良好的情況下，將U型鋼支護，利用U型鋼的伸縮性能，使U型鋼在受壓后，其收縮與巷道的變形保持一致，達到卸壓穩定的目的。但在高應力和不良圍巖條件下，用U形鋼筋已無法保證其支護效果，必須用具有較高支護性能的支護型支架替代。

4爆破切頂卸壓與沿空留巷開采的結合應用爆破切頂卸壓技術與沿空留巷開采技術的結合應用，在煤礦開采中具有顯著的優勢和實際效果。這種結合不僅提高了開采效率，還增強了工作面的安全性。

首先，爆破切頂卸壓技術通過精確控制爆破，實現頂板的預裂和卸壓。在沿空留巷開采過程中，堅硬的頂板往往難以自然垮落，這會給巷道的穩定性和安全性帶來威脅。而爆破切頂卸壓技術的應用，可以有效地解決這個問題。在工作面后方進行爆破操作，使頂板巖層破斷并垮落，從而在采空區形成墊層，減輕上方巖層的應力集中，為沿空留巷創造更為安全的條件。

其次，沿空留巷開采技術能夠最大限度地回收資源和避免煤體損失。在傳統的開采方法中，為了保護工作面，常常需要留設大量的煤柱，這不僅造成了資源的浪費，還增加了生產成本。而沿空留巷開采技術通過重新利用上一區段的順槽，減少了巷道的掘進量，提高了煤炭資源的回收率。同時，這種技術還能緩解采掘接替緊張的狀況，延長礦井的服務年限。

當爆破切頂卸壓技術與沿空留巷開采技術結合應用時，可以充分發揮兩者的優勢。爆破操作可以為沿空留巷提供更為安全的條件，而沿空留巷技術則能進一步提高資源的回收率。這種結合應用不僅提高了開采效率，還降低了生產成本和安全風險［4］。

在實際應用中，這種結合技術已經取得了顯著的效果。例如，在某些煤礦的開采過程中，通過爆破切頂卸壓與沿空留巷開采的結合應用，成功提高了煤炭資源的采出率，減少了巷道掘進量，同時降低了生產過程中的安全風險。這些實際成果證明了這種結合技術在煤礦開采中的有效性和實用性。

5案例分析與實踐經驗分享

在煤礦開采領域，爆破切頂卸壓與沿空留巷開采的結合應用已經在實際操作中取得了顯著成效。以下是一個具體的案例分析以及在實際操作過程中的經驗分享。

某大型煤礦在開采過程中遇到堅硬頂板問題，傳統開采方法難以有效解決，同時巷道掘進成本也居高不下。為提高開采效率和安全性，該煤礦決定嘗試爆破切頂卸壓與沿空留巷開采的結合應用。

在實施過程中，技術團隊首先進行了詳細的勘探和規劃，確定了合理的爆破參數和沿空留巷的設計方案。精確的鉆孔和爆破操作成功實現了頂板的預裂和卸壓，為后續沿空留巷的開挖創造了有利條件。

在沿空留巷的開挖過程中，團隊采用了高強度的支護結構，確保了巷道的穩定性和安全性。同時，通過實時監測和數據分析，及時調整了開挖和支護方案，有效應對了地質條件的變化［5］。

此次嘗試取得了顯著成效，不僅提高了煤炭資源的回收率，還降低了生產成本和安全風險。團隊也積累了寶貴的實踐經驗：

（1） 前期的勘探和規劃至關重要，只有充分了解地質條件和煤層特性，才能制定出合理的實施方案。

（2） 爆破操作需要精確控制，以確保卸壓效果和安全性。在實際操作中，應密切關注爆破參數的選擇和調整。

（3） 沿空留巷的開挖和支護需要密切配合，以確保巷道的穩定性和安全性。在實際操作中，應注重實時監測和數據分析，及時調整方案。

通過此次實踐，該煤礦成功驗證了爆破切頂卸壓與沿空留巷開采結合應用的可行性和有效性。這一經驗也為其他煤礦提供了有益的參考和借鑒，推動了整個行業的技術進步和發展。

6結語

煤礦爆破切頂卸壓沿空留巷開采技術作為一種創新的開采方法，不僅顯著提高了煤炭資源的回收率，降低了生產成本，還在很大程度上提高了開采過程的安全性。深入的技術討論和案例分析，可以清晰地展示這一技術在煤礦開采中的廣闊應用前景。未來，隨著科技的不斷進步和行業的持續發展，我們期待這一技術能夠進一步得到優化和完善，為煤礦開采帶來更加革命性的變革，推動整個行業的綠色、高效、安全發展。

參考文獻：

［1］郭俊，張廣杰，王文.厚松散層薄基巖綜放面切頂留巷底鼓變形特征及控制對策［J］.煤炭技術，2024，43（5）：102106.

［2］薛峁峁.沿空留巷技術在某礦中的應用［J］.山西化工，2024，44（4）：186187.

［3］張嘉安.無煤柱工作面沿空留巷段超前支護技術應用［J］.能源技術與管理，2024，49（2）：9396.

［4］高海濱，侯可可，王兆其，等.極近距離煤層采空區下沿空留巷技術研究［J］.中國煤炭，2024，50（4）：6878.

［5］文虎，孟堯，樊世星，等.不同通風方式下“110工法”采空區自燃“三帶”數值模擬研究［J］.煤礦安全，2024，55（4）：8897.

作者簡介：文學禮，河南南陽人，助理工程師，本科，研究方向：采煤工程。